药用塑料, 顾名思义就是作药用来治病的塑料, 这是它与主要用于器械和包装应用的医用塑料最大的区别. 目前可以入药用的塑料品种大部分来源于生物基高分子材料, 主要是天然生物基高分子材料, 经过适当处理, 加工和改性, 制备为药用塑料.
药用塑料目前根据用途大致可以分为: 1)外用药: 塑料作为载体, 例如塑料驱蚊片, 塑料外用止痛片;塑料本身就是药的重要组成, 例如壳聚糖护创敷料, 聚乙烯醇眼药水. 2)内服药:塑料作为载体, 例如非诺贝特药片(治疗高脂血症);塑料本身就是药的重要组成, 例如甲壳素胶囊. 3)人造器官: 例如塑料血, 人造肝脏. 4)保健品: 例如蛋白质粉, 膳食纤维素.
以下举例说明已经在医药临床和保健上应用的部分药用塑料.
一, 聚乙烯醇及聚乙烯醇滴眼液
聚乙烯醇系列产品系白色固体, 外型分絮状, 颗粒状, 粉状三种, 无毒无味, 无污染, 可在80--90℃水中溶解, 其水溶液有很好的粘接性和成膜性. 聚乙烯醇是目前唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物, 在细菌和酶的作用下, 46天可降解75%, 是一种生物可降解高分子材料.
医药级聚乙烯醇不同于化工级别聚乙烯醇, 它是一种极安全的高分子有机物, 对人体无毒, 无副作用, 具有良好的生物相容性, 尤其在医疗应用中, 如水性凝胶在眼科, 伤口敷料和人工关节方面的应用, 同时聚乙烯醇薄膜在药用膜, 人工肾膜等方面也有使用.
干眼是由于泪液的量或质异常引起的内膜不稳定和眼表面损害, 从而导致眼部不适的一类疾病. 由于聚乙烯醇属高分子聚合物, 具有亲水性和成膜性, 在适宜浓度下, 能起类似人工泪液的作用, 局部使用能提高眼表湿度和润滑能力, 消除眼部不适, 从而起到治疗干眼症的效果. 聚乙烯醇滴眼液是国内首创唯一最接近人体的人工泪液, 是经过国家眼科用药生产基地专家多年临床研究, 由国家药品监督管理局批准的新药.
二, 甲壳素塑料及衍生物壳聚糖塑料
◆甲壳素及甲壳素胶囊
甲壳素又名甲壳质, 是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源. 自然界中的甲壳素大多总是和不溶于水的无机盐及蛋白质紧密结合在一起. 人们为了获取甲壳素, 往往将甲壳动物的外壳通过化学法或微生物法来制备. 当前, 工业化生产常采用化学法, 经过酸碱处理, 脱去钙盐和蛋白质, 然后用强碱在加热条件下脱去乙酰基得到可溶性甲壳素.
市面上在售的某种甲壳素胶囊
甲壳素制成的甲壳素胶囊能帮助消除体内各种有害物质, 因此对肿瘤患者辅助治疗很重要, 可以消除抗癌药物对身体细胞造成的毒性——这些毒性可引起不同程度的骨髓抑制, 导致肿瘤患者治疗期间恶心呕吐及肝功能异常, 同时甲壳素可减缓脏器损伤, 对人体器官起着有力的保护作用.
此外, 甲壳素胶囊还能降低血压, 提高胰岛素利用率, 非常适用于糖尿病, 肝肾疾病, 高血压, 肥胖等疾病的患者服用, 是协助治疗疾病, 提高生活质量的理想药品. 例如, 修正牌甲壳素胶囊, 其主要作用为: 抑制肿瘤, 预防糖尿病, 高血压, 肥胖等症;调节饮食规律.
◆壳聚糖及速甲舒壳聚糖医用护创液体敷料
壳聚糖是甲壳素经浓碱水脱去乙酰基后生成的衍生物. 壳聚糖可与其它天然生物基高分子材料共混成壳聚糖塑料, 例如壳聚糖与纤维素共混复合材料, 可用于生产包装材料, 农用薄膜, 育秧盆等产品;壳聚糖与淀粉共混复合材料生产的薄膜不溶于水, 拉伸强度高, 可用于包装食品.
速甲舒壳聚糖医用护创液体敷料由壳聚糖, 乳酸, 乙醇, 纯化水等组成, 为无色或淡黄色液体. 喷洒于创面后成透气保湿的可被肌体吸收的隔离膜, 可保护创面并形成湿性环境, 具有抗渗出, 防粘连, 止血, 防止感染和促进伤口愈合等作用, 因此其适用于小面积皮肤创伤及手术后切口护理.
三, 蛋白质塑料及蛋白粉
蛋白质塑料是目前可生物降解材料领域研究和应用最为广泛的天然生物基高分子塑料之一, 将蛋白质塑料视为可再生资源, 制备生物可降解, 生物相容的环境友好型材料是一个新兴的课题.
蛋白质粉的主要作用是纠正机体的蛋白质营养不良, 其主要适用于因创伤, 烧伤, 大面积皮肤溃烂, 外科大手术后, 肿瘤放疗和化疗等导致蛋白质重度亏损, 机体处于负氮平衡状态的患者;也可用于因神经性厌食, 功能性消化不良, 小肠吸收障碍等导致蛋白质摄入或吸收不足的患者;或用于生长发育期的少年儿童, 妊娠期及哺乳期妇女及胃肠道功能较弱的老年人.
四, 纤维素塑料及膳食纤维素
纤维素塑料的制备是将植物中纤维素或者纤维素的衍生物通过化学处理, 经过化学反应加入各种助剂后, 通过物理改性得到的一类热塑性塑料. 纤维素衍生物主要有硝酸纤维素, 醋酸纤维素, 醋酸-丁酸纤维素, 醋酸-丙酸纤维素, 乙基纤维素, 氰乙基纤维素, 羟乙基纤维素等.
人类膳食中的纤维素虽然不能被消化吸收, 但有促进肠道蠕动, 利于粪便排出等功能, 食物纤维素包括粗纤维素, 半粗纤维素和木质素. 膳食纤维素一般采用从天然食物(魔芋, 燕麦, 荞麦, 苹果, 仙人掌及胡萝卜等)中提取的多种类型的高纯度纤维素. 膳食纤维素的主要功能为: 治疗糖尿病, 预防和治疗冠心病, 降压作用, 抗癌作用, 减肥治疗肥胖症, 治疗便秘, 清除外源有害物质, 防治痔疮, 促进钙质吸收, 改善口腔及牙齿功能, 防治胆结石等. 国内外膳食纤维素品牌有很多, 例如: 由上海第二医科大学根据中国小朋友生长发育特点, 科学研制的全元康果蔬小儿膳食纤维素冲剂.
五, 塑料血
英国谢菲尔德大学的研究人员开发出的 '塑料血' 是一种新型血液替代品, 这种新型人造血由塑料分子构成, 属于液体塑料的一种. 人造血中数百万个塑料分子的大小和形状都与血红蛋白分子类似, 可以携带铁原子, 并像血红蛋白那样把氧输送到全身. 同时它能在室温下保存数月, 储存起来十分方便, 而且任何血型的人都可以接受它. 虽然它并不能长期替代真正的血液, 但在急需血液紧急抢救时, 却能发挥关键的作用.
'塑料血' 除了有效期长, 还便于保存, 其组织结构类似于蜂蜜, 制造成本低, 运输方便. 但由于这种 '塑料血' 不能永久替代血管中自然流动的血液, 因此被输血者必须在尽可能快的时间里再次输入正常血液.
六, 人工肝支持系统
人造肝脏是全球医学界最大的挑战之一. 科学家花了多年的时间, 期望能找到一个能去除血中毒素, 又能保留血液中有益成分的系统, 以延长肝脏受损病患的存活时间. 这里所谓的 '人造肝脏' 就是一套体外循环装置, 病人血液在体外流动过程中得到净化, 解毒并补充进有益成分, 实际上是代替了肝脏的一些功能, 因此也把人造肝脏称为 '人工肝支持系统' .
它是一种圆锥形物体, 由塑料制成, 长约50厘米, 直径10厘米, 圆锥体中含有纤维素和具有清洁血液功能的猪肝脏细胞, 猪肝脏细胞可以补充提供血液所必须的一些成分. 使用这一系统时, 先将血液自患者体内引出, 一部分流入可以将固体细胞和液体血浆分离的装置, 随后血浆流入系统, 经过滤后再同血液细胞混合返回人体. 这种技术的使用, 避免了人类血液细胞与猪血液细胞的互相排斥, 得到更好的医疗效果. 人工肝支持系统用于抢救病情危急如肝坏死, 但一时又找不到合适移植器官的患者的一种应急措施, 作为一种危急状态时的外用辅助装置.
展望
医用塑料的发展已经有60多年历史, 其应用已渗透到各个医学领域, 现在又发展到药用塑料, 也逐渐取得一些成果. 但目前距离熟练使用生物基高分子材料等制备药用塑料及人工脏器还有一段路要走, 因此还需继续深入研究并探索创新.